New Green Propellants Complete Milestones
To stay in the proper orbit, many satellites have thrusters--small rocket engines--that fire to change altitude or orientation in space. On Earth where gravity dominates, 5 pounds of thrust, equivalent to 22 Newtons of force, may seem small, but in space, it doesn’t take much thrust to move a large spacecraft.
Currently, most satellite thrusters are powered by hydrazine, a toxic and corrosive fuel that is dangerous to handle and store. In a quest to replace hydrazine with a more environmentally friendly fuel, NASA is testing thrusters propelled by green propellants that can provide better performance than hydrazine without the toxicity. These propellants could help lower costs by eliminating infrastructure needed for handling toxic fuels and reducing processing time--making it less expensive and safer and easier to launch both commercial and NASA spacecraft.
“When you consider all of the satellites in orbit today that do everything from observing Earth and monitoring weather to peering deep into our universe to answer questions about its origins, it's easy to see that using green propellants will make a big difference in increased mission performance at a reduced cost while keeping both the environment and our workforce safe from contamination,” said Steve Jurczyk, NASA’s associate administrator for the Space Technology Mission Directorate (STMD) at NASA Headquarters in Washington. "NASA has a rich history of ensuring our technology and scientific prowess has a benefit to life on Earth, and green propellant will help ensure that NASA continues to be a steward of this planet."
NASA recently completed several hot-fire tests with thrusters powered by two different green propellants with the potential to replace hydrazine. Both are ionic liquid-based blends that are less toxic and less flammable than hydrazine, which makes them easier and less costly to store, to handle and to fuel up spacecraft before launch. Additionally, the new propellants offer higher performance, delivering more thrust for a given quantity of propellant than hydrazine.
One of the green propellants is a hydroxylammonium nitrate-based propellant known as AF-M315E. It was developed by the Air Force Research Laboratory at Edwards Air Force Base in California. This propellant will be demonstrated on a small satellite on NASA’s Green Propellant Infusion Mission (GPIM). During the GPIM flight, the smallsat will fire thrusters powered by AF-M315E to conduct maneuvers to change the satellite’s altitude and orientation. GPIM recently passed a major milestone with the delivery of the propellant's propulsion subsystem built by AerojetRocketdyne in Redmond, Washington, to the mission’s prime contractor, Ball Aerospace & Technologies Corp. in Boulder, Colorado, for integration into the spacecraft. For this project, the GPIM team tested two different sized thrusters (1 and 22 Newton) with AF-M315E. Five of the 1-Newton thrusters will fly on GPIM.
“With GPIM's flight scheduled to launch next year, NASA and the aerospace industry have taken positive steps to demonstrate use of a propellant that will reduce satellite fueling hazards and save time and money during launch campaigns,” said Tim Smith, GPIM mission manager for NASA’s Technology Demonstration Missions at Marshall. GPIM is managed by STMD's Technology Demonstration Missions Program Office at Marshall.
The other green propellant is a fuel called LMP-103S, which is based on the oxidizer ammonium dinitramide produced by EurencoBofors in Karlskoga, Sweden. A team at NASA’s Marshall Space Flight Center in Huntsville, Alabama, recently completed tests with both 5 Newton and 22 Newton thruster built by ECAPS and powered by LMP-103S. Engineers fired the 22 Newton thruster 35 times under varying conditions and monitored results with infrared cameras. Orbital ATK, Inc. assisted NASA with these tests.
“We conducted the first NASA tests with 22 Newton thrusters with this propellant in the United States,” said Christopher Burnside, lead engineer for testing the LMP-103S propellant. “They performed quite well, providing performance at comparable levels to today’s hydrazine thrusters. It’s always great to put thrusters through the paces in an environment that simulates operational conditions.”
To guide future investments, NASA is leading the development of a green propellant roadmap along with other government agencies, industry and academic leaders who recently shared their collective experiences during a technical interchange meeting at Marshall.
“I like the analogy of relating thrusters and propellant systems to aircraft,” said Charles Pierce, manager of Marshall’s Spacecraft Propulsion Systems Branch, which recently completed the tests with LMP-103S. “One aircraft doesn’t meet every need. Some high performance aircraft need to fly fast while other larger aircraft need to conserve fuel and fly slowly. Some carry passengers while others carry only cargo. Likewise, NASA needs to have flexibility in the types of thrusters and propellant systems it has to meet a variety of mission needs. One type of propellant might work best for one type of mission while another is better suited for a different mission. It’s important that we have choices as we go green.”
ใหม่ขับเคลื่อนเขียวสมบูรณ์ความคืบหน้า
อยู่ในวงโคจรที่เหมาะสม , ดาวเทียมหลายขนาดเล็กเครื่องยนต์จรวดขับดัน -- -- ที่ไฟเปลี่ยนระดับความสูง หรือวางในพื้นที่ บนโลกที่แรงโน้มถ่วง dominates 5 ปอนด์ของแรงขับเท่ากับ 22 นิวตัน แรง อาจจะดูเล็ก แต่ในพื้นที่ ไม่ต้องแรงมากเพื่อย้ายยานอวกาศขนาดใหญ่
ในปัจจุบันระบบนำร่องดาวเทียมส่วนใหญ่จะขับเคลื่อนโดยไฮดราซีน , เป็นพิษและกัดกร่อน เชื้อเพลิงที่เป็นอันตรายที่จะจัดการและจัดเก็บ ในการสืบเสาะเพื่อแทนที่ไฮดราซีนกับเชื้อเพลิงเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมมากขึ้น นาซ่า กำลังทดสอบแรงดันขับเคลื่อนโดยเชื้อเพลิงเขียวที่สามารถให้ประสิทธิภาพที่ดีกว่า ไฮดราซีน โดยไม่เป็นพิษเชื้อเพลิงเหล่านี้สามารถช่วยลดต้นทุนด้านโครงสร้างพื้นฐานที่จำเป็นสำหรับการจัดการเชื้อเพลิงโดยการขจัดสารพิษและลดเวลาในการประมวลผล -- ทำให้มันราคาไม่แพงและปลอดภัยและง่ายต่อการเปิดใช้ทั้งเชิงพาณิชย์และยานอวกาศของนาซา .
" เมื่อคุณพิจารณาทั้งหมดของดาวเทียมในวงโคจรโลก วันนี้ที่ทำทุกอย่างจากการสังเกตและตรวจสอบสภาพอากาศเพื่อ peering ลึกเข้าไปในจักรวาลของเราที่จะตอบคำถามเกี่ยวกับต้นกำเนิดของมัน , มันง่ายที่จะเห็นว่าการใช้เชื้อเพลิงสีเขียวจะทำให้ความแตกต่างใหญ่ในภารกิจที่เพิ่มขึ้น ประสิทธิภาพลดต้นทุนในขณะที่การรักษาทั้งสิ่งแวดล้อมและแรงงานปลอดภัยจาก การของเรา" บอกว่า สตีฟ jurczyk NASA ของผู้ช่วยผู้บริหารเทคโนโลยีอวกาศภารกิจผู้อำนวยการ ( ลด ) ที่สำนักงานใหญ่นาซ่าในวอชิงตัน . นาซามีประวัติศาสตร์อันยาวนานของมั่นใจเทคโนโลยีและวิทยาศาสตร์มันได้ประโยชน์กับชีวิตบนโลกของเรา และจรวดสีเขียวจะช่วยให้แน่ใจว่า นาซายังคงเป็นสจ๊วตของโลกใบนี้ "
.นาซาเพิ่งเสร็จสิ้นการทดสอบไฟหลายร้อนกับขับเคลื่อนโดยสองแตกต่างกันสีเขียวพร้อมศักยภาพที่จะแทนที่ไฮดราซีนขับดัน ทั้งสองเป็นไอออนโดยใช้ของเหลวผสมที่เป็นพิษน้อยกว่าและไวไฟน้อยกว่าไฮดราซีน , ซึ่งทำให้พวกเขาง่ายขึ้นและค่าใช้จ่ายน้อยกว่าการจัดเก็บ จัดการ และเชื้อเพลิงขึ้นยานอวกาศ ก่อนเปิดตัว นอกจากนี้ ขับเคลื่อนใหม่ที่ให้ประสิทธิภาพสูงส่งมอบแทงเพิ่มเติมให้ปริมาณน้ำมันมากกว่าไฮดราซีน .
หนึ่งของเชื้อเพลิงเขียวคือ hydroxylammonium ไนเตรตจากจรวดที่รู้จักกันเป็น af-m315e มันถูกพัฒนาโดยห้องปฏิบัติการวิจัยกองทัพอากาศที่ฐานทัพอากาศเอ็ดเวิร์ดส์แคลิฟอร์เนีย น้ำมันนี้จะถูกแสดงบนดาวเทียมขนาดเล็กในนาซ่าขับเคลื่อนภารกิจ ( สีเขียว ) gpim ) ในช่วง gpim เที่ยวบินการ smallsat ไฟจะขับเคลื่อนโดย af-m315e ที่จะดำเนินการประลองยุทธ์ที่จะเปลี่ยนความสูงของดาวเทียมและการวางแนวขับดัน gpim เพิ่งผ่านก้าวสำคัญกับการส่งมอบของจรวดขับเคลื่อนระบบสร้างขึ้นโดย aerojetrocketdyne ในเรดมอนด์ , วอชิงตัน , กับภารกิจนายกรัฐมนตรีท่อประปา , ลูกบอลอวกาศ&เทคโนโลยีคอร์ปในโบลเดอร์ , โคโลราโดเพื่อบูรณาการเข้าไปในยานอวกาศ สำหรับโครงการนี้ ทีม gpim ทดสอบสองขนาดแตกต่างกันขับดัน ( 1 และ 22 นิวตัน ) กับ af-m315e ห้าของ 1-newton ขับดันจะบินใน gpim .
" กับ gpim เที่ยวบินกำหนดจะเปิดตัวในปีหน้านาซาและอุตสาหกรรมการบินและอวกาศได้ถ่ายขั้นตอนในเชิงบวก แสดงให้เห็นถึงการใช้น้ำมันจะลดดาวเทียมปั๊มอันตรายและบันทึกเวลาและเงินในแคมเปญเปิดตัว " ทิม สมิธ gpim ภารกิจผู้จัดการนาซ่าสาธิตเทคโนโลยีภารกิจที่ มาร์แชล gpim มีการจัดการโดยการลดภารกิจเทคโนโลยีสาธิตโปรแกรมออฟฟิศที่มาร์แชล .
ใช้น้ำมันเป็นเชื้อเพลิงเรียกว่า lmp-103s สีเขียวอื่น ๆซึ่งจะขึ้นอยู่กับไอออไนซ์แอมโมเนีย dinitramide ผลิตโดย eurencobofors ใน Karlskoga สวีเดน . ทีมของศูนย์การบินอวกาศมาร์แชลใน Huntsville , Alabama , เพิ่งเสร็จสิ้นการทดสอบทั้ง 5 นิวตันนิวตัน thruster 22 สร้างโดย ecaps และขับเคลื่อนโดย lmp-103s .วิศวกรออก 22 นิวตัน thruster 35 ครั้ง ภายใต้เงื่อนไขที่แตกต่าง และการติดตามผล ด้วยกล้องอินฟราเรด พลังโจมตีวงโคจร , Inc ช่วย NASA กับการทดสอบเหล่านี้ .
" เราทำการทดสอบครั้งแรก นาซากับ 22 นิวตันขับดันด้วยจรวดในสหรัฐอเมริกา กล่าวว่า คริสโตเฟอร์ เพียงแค่นำวิศวกรทดสอบ lmp-103s จรวด . " พวกเขาเล่นได้ค่อนข้างดีให้ประสิทธิภาพในระดับใกล้เคียงกับวันนี้ขับดันไฮดราซีน . มันเสมอดีที่จะใส่ขับดันผ่านก้าวในสภาพแวดล้อมที่จำลองสภาวะการดำเนินงาน . "
คู่มือการลงทุนในอนาคต นาซาได้นำการพัฒนาสีเขียวขับเคลื่อนแผนงานตามหน่วยงานราชการอื่น ๆอุตสาหกรรม และหัวหน้าวิชาการ ที่เพิ่งร่วมประสบการณ์ร่วมของพวกเขาในระหว่างการแลกเปลี่ยนเทคนิคการประชุมที่มาร์แชล .
" ฉันชอบการเปรียบเทียบที่เกี่ยวข้องและระบบขับดันจรวดเพื่ออากาศยาน " ชาร์ลส์กล่าวว่า เพียร์ซ ผู้จัดการของมาร์แชลยานอวกาศขับเคลื่อนระบบสาขา ซึ่งเพิ่งเสร็จสิ้นการทดสอบกับ lmp-103s " หนึ่งเครื่องบินไม่ตอบสนองทุกความต้องการมีสมรรถนะสูงอากาศยานต้องบินเร็วในขณะที่อื่น ๆที่มีขนาดใหญ่ต้องการประหยัดเชื้อเพลิงเครื่องบิน บินช้าๆ บรรทุกผู้โดยสารบางส่วนในขณะที่คนอื่น ๆดำเนินการเพียงสินค้า อนึ่ง นาซา ต้องมีความยืดหยุ่นในประเภทของยาน และระบบขับเคลื่อนมีเพื่อตอบสนองความหลากหลายของความต้องการของภารกิจประเภทหนึ่งของจรวดจะทำงานที่ดีที่สุดสำหรับประเภทของภารกิจ ขณะที่คนอื่นจะเหมาะกับภารกิจที่แตกต่างกัน มันสำคัญมากที่เราต้องเลือกไปสีเขียว "
.
การแปล กรุณารอสักครู่..